智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。
自2013年住建部开展第一批智慧城市建设试点以来，经过近几年的探索和建设，智慧城市正进入一个全新发展阶段。
“郑州作为首批国家智慧城市试点城市，力图打造自主可控、联合创新的时空大数据服务典范。”郑州市人民政府副秘书长、郑州智慧城市研究院院长商建东在接受记者采访时表示，由郑州大学、超图软件和郑州市数字城市办公室共同研发的郑州三维地理信息及应用服务系统近日通过了中国地理信息产业协会组织的专家组鉴定。
作为“智慧郑州”空间信息基础设施，郑州三维地理信息及应用服务系统包括基于超算和云计算环境开发的二三维一体化服务平台、800平方公里城市三维模型、2000多平方公里影像、矢量、地名地址数据、POI、行政区划等丰富的地理信息数据，已在郑州公安、城市规划、公共卫生应急、燃气、房管、市政等多个行业得到成功应用。特别是该成果是国内首次成功于2015年12月在郑州召开的“上合组织峰会”等国际重大活动中，受到公安部、省厅的一致好评；实现了城市级时空信息服务平台基于超算环境开发和部署。鉴定专家们一致认为，这一成果设计科学、技术前沿、新颖实用，整体达到国内前列、国际先进水平，其社会效益、经济效益显著，具有重要的示范和推广价值。
郑州千禧广场三维模型图
实现“房上图，人进房”精细化管理
“智慧城市既要解决数据问题，还要解决平台问题，更重要的是面临顶层设计缺失、运营和管理问题。”商建东开门见山地说，目前无论是信息化还是智慧城市建设，都存在标准不统一、缺少顶层设计的短板。
他告诉记者，郑州三维地理信息及应用服务系统最大的创新就在于，其建立了一套从研究、开发到运维（简称RDO）一体化的智慧城市建设管理模式，形成了自主可控的三维标准规范体系，进而为智慧城市提供具有长效机制的发展模式。同时，基于超算和云计算环境，利用点云数据建设了800平方公里的三维模型数据，并对模型进行分层分户处理，还开发了一套公共二三维一体化服务平台，解决了大数据量和大尺度城市级二三维数据的计算和服务问题。
事实上，新时期的智慧城市，既不能沿用原来1.0时代数据孤岛式各干各的；也不是2.0时代简单化地把数据和物联网连起来、信息跑起来，而是在城市真实三维模型下，基于大数据驱动，将政府力量、业界力量、老百姓的参与全部调动起来，形成真正的互动。
为此，商建东表示，数字郑州三维地理信息及应用服务系统是“智慧郑州”重要的空间信息基础设施，将为郑州地理信息服务由数字城市地理空间框架向智慧城市时空信息云平台转型升级奠定基础。
想象这样一个场景：街边的路灯，可以根据周围环境和人流自动调节开关和明暗，还能进行实时监测；这样的智慧路灯还可以给汽车充电、充当网络热点；智慧路灯摇身一变，又能成为城市物联网平台的接入设备；井盖回传数据也可以通过路灯接入，解决井盖过于分散数据难回传问题……这是众多智慧化生活场景之一，背后承载的必是大数据技术和地理空间信息平台技术。
超图信息郑州子公司总经理李江川补充说，系统利用密集匹配的点云、楼盘表和户型图、室内三维建模等技术，建成了800平方公里大尺度城市三维分层分户模型，这是全国首创。当点击任一个分户图，建筑的内外部信息和该住户详细信息便呈现出来，包括这个楼里或者小区里有多少户、有多少老人和孩子等，获得这些数据，就可以知道一平方公里内有多少学龄儿童、有多少60岁以上老人等人口信息；还可以了解这片区域到底有多少城市部件等。在这个真实三维平台上，还可以用于规划，如要建多少学校，商业设施布设等，同时也可以用于城市安保，为百姓提供便利服务等，实现精细化管理。
“这彻底改变了郑州市信息平台建设中大数据存储、运算、共享、扩展、应用支撑等方面薄弱的现状。”李江川表示，总体而言，这种“房上图、人进房”，实现人口、房屋和空间的关联与精细化管理模式，不仅促进了二三维地理信息系统（GIS）在室内室外的一体化应用，而且为郑州各级部门之间数据信息共享交换、融合应用，提供了高效的地理信息资源服务。
智慧城市大数据如何转起来
数字郑州三维地理信息及应用服务系统数据量非常大，达到6TB。基于统一的时空基准，系统集成了城市三维模型库、地下空间三维模型库、区划地名地址库，以及地下管线、点云数据、可量测实景影像数据、POI数据、视频信息数据、及海量、多时相时空大数据等基础地理信息数据库，并实现城市三维模型数据与城市4大基础数据库间的关联应用。
统计数据显示，在这个系统中，仅精细化建模的建筑物就有约9万栋，还有白模成果约16万栋。系统支持多种类型数据，实现了空间信息的浏览、共享、交换、管理等服务，应急、疾控、消防……无论哪个部门有需求都可以随时调用，其为郑州市政府的各类信息化应用提供数据和功能支持。
商建东告诉记者，将来应对突发情况，可以迅速把这栋楼的结构、建筑物模型调出来，马上能知道谁住在里面，人口结构，还可知道水源、消防栓和所有交通通道。“所以说，没有数据不行，没有平台也不可能做到。”
商建东认为，智慧城市的可量测、可感知、可释放、可分析，再加上摄像头、物联网位置传感的动态信息，这样一个真实城市三维空间，相当于一个“活的作战地图”，坐在家里360度观看现实场景，应用前景非常大。
该项目的建设成果，可直接应用于全国各大省市、各行业的辅助决策，同时可实现与公安、社区管理等专题应用系统对接融合。他举例说，基于系统开发的郑州市公安局三维GIS指挥调度平台，为2015年底在郑州召开的“上合组织峰会”保驾护航。
平台系统将郑州核心区域和会场区域以一比一真实仿真的城市模型搬到了电脑上，每栋大厦、每条道路、每个路口都真实地反映在大屏幕中，从而在指挥大厅就能一目了然真实的郑州核心区域情况，完成安全区域无死角布控、安防组织预演练、应急处置管理、人员与车辆的动态调配和实时定位、核心高层建筑的可见区域布控、狙击手覆盖可见区域的布控与分析、天网视频的实时调取、会议路线的方案模拟制定和上会讨论等相关内容，做出详细的部署安排。还可以将这些信息直接推送到每一个工作人员的手持设备中，实现前后方互动，信息送达无遗漏。
“系统建设提高了郑州安防布控能力，推进了‘平安郑州’建设，提升了郑州在国际城市中的城市品牌形象。”商建东表示。
未来郑州要建“城市大脑”
时空信息在城市信息化建设中越来越重要。系统基于共享的理念，打破了传统模式多头重复建设、条块分割、信息孤岛的局面。实现了统一采集、共享共建和更新维护机制。
据悉，项目实施以来，社会和经济效益显著，不仅降低了专题应用系统建设周期、难度，而且减少了成本。近两年来，累计节约财政资金10亿元以上。同时，该系统的建设还有利于城市资源的优化配置和协调发展，减少经济、管理决策失误而引起的损失，提升政府管理决策能力。
商建东给记者算了这样一笔账：在大部分涉及到地理信息的信息化项目建设中，基础地理信息数据采集和基础服务平台约占总项目投资约80%，同时基础数据的更新、平台的维护升级对于单个委局来说都是很重的负担。郑州市基础地理信息数据实现统一采集，基于服务平台免费共享，每年15个委局建设专题应用项目中，仅三维模型数据方面，以每个项目2500万元计算，15个局共需投入3.75亿元；平台建设以每个800万元计算，共计1.2亿元。初步估算，采用共享模式进行项目建设，年可节约财政资金近5亿元。此外，基于全市统一的时空基准和共享交换服务平台，实现全市政务专题“一张图”，促进政务大数据交换、共享和深度挖掘应用，加快郑州市智慧城市建设。
据世界银行测算，建成一个百万人口以上的智慧城市，在投入不变的条件下，实施全方位的信息管理，将能增加城市的发展红利2.5到3倍，这意味着智慧城市可促进实现4倍左右的可持续发展目标，并且引领未来世界城市发展的方向。
“这只是刚开个头。有了这样的循环更新机制，有了政产学研用的良性运营模式，未来郑州还要建‘城市大脑’，但这其中要走的路还很长。”商建东表示。
